工业公用介质管道中热补偿技术的研究与应用.pdf
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1、81工业公用介质管道中热补偿技术的研究与应用招方超张刘斌/中国电建市政建设集团有限公司【摘要】在蒸汽管道设计中,管道补偿的设置是否合理直接关系到蒸汽管道的运行安全和建设成本。同时,补偿形式的选用又受到管道敷设空间、用汽要求、管道工程造价等诸多因素的影响。如何选用合适的补偿器,编制合理的补偿器安装施工技术,提高补偿器一次安装合格率成为管廊工程中降低建设成本的关键。【关键词】1工业公用介质管道热补偿旋转补偿器1引言随着社会发展,节能环保成为社会关注的热点和国家的基本国策,供热管线建设里程和供气量已成为国家考核热电厂的指标以及供热单位经济效益的晴雨表。蒸汽管道设计中管道补偿设置是否合理直接关系到蒸汽
2、管道的运行安全和建设成本,补偿形式的选用又受到管道敷设空间条件、用汽要求、管道工程造价等诸多因素影响。蒸汽管道的补偿分为自然补偿和管道补偿器补偿两种。目前,常用管道补偿器有波纹补偿器、套管式补偿器、旋转式补偿器和球形补偿器。自然补偿安全可靠,在地形变化较大或蒸汽管道拐弯场合应尽量利用管道本身的走向,并在适当的位置设置导向架和固定架,国内外大多数认为元型、Z型、L型等自然补偿方式比较简易,安全耐久,所以列为蒸汽管道的首选补偿方案。但是自然补偿有着补偿量小、占地面积大、成本高等缺点,工业用蒸汽管道就需要靠管道补偿器补偿。随着管廊技术的推广及现场施工环境的限制等多方面的因素影响,旋转补偿器的应用得到
3、了较大规模的使用。2工程概况安徽(淮北)新型煤化工合成材料基地综合管廊二期工程位于安徽(淮北)新型煤化工合成材料基地内。本项目主要由土建基础、钢结构框架和工业管道三部分组成。设计使用年限50 年,建筑结构的安全等级为二级,地基基础设计等级为丙级,场地类别类,抗震设防烈度V度,钢结构设防类别为丙类,抗震等级为四级,地基基础采用柱下独立基础。管廊长约6 km,主要管道包括污水管道、中水管道、浓盐水管道、蒸汽管道等,位于创新路(临白路西段)南侧,淮盛路东侧,孟沟南侧(污水处理厂至临白路)。热补偿技术应用于安徽(淮北)新型煤化工合成材料基地综合管廊二期工程蒸汽管道中,管道规格为DN400,该管道主要是
4、将临决中利电厂的蒸汽通过管廊输送至有需求的园区企业,其中最高设计压力为1.6 MPa,最高设计温度为3 0 0,主要材料为2 0 号无缝钢管。3旋转补偿器安装施工技术3.1产品结构原理及示意图旋转补偿器安装时有Q型补偿器及元型补偿器两种选择,2 型补偿器一般都是用于补偿量较大管线,元型补偿器一般都是用于不在同一轴线管线。免维护旋转式补偿器的补偿原理是通过双旋转筒和L力臂形成力偶,使大小相等、方向相反的一对力,由力臂回绕着之轴中心旋转,以达到力偶,补偿两边热管产生的热胀量。免维护旋转补偿器由变径管、内套管、密封座外套油性石磨填料、螺母螺栓压簧组合、填料盖及压紧法兰构成,填料盖法兰及压紧法兰之间设
5、有压紧弹簧。旋转补偿器示意见图1。3.2旋转式补偿器的布置3.2.1元型组合旋转式补偿器元型组合旋转式补偿器见图2。当补偿器布置于两82试验与研究12345678910图1旋转补偿器示意图1一内管;2 一滚珠;3 一弹簧压紧法兰;4一弹簧;5一填料压紧法兰;6 一拉杆螺帽;7 一填料;8一变径管;9 一滚动环式滚珠;10 一延伸管固定支架之间时,则热管运行时的两端有相同的热胀量和相同的热胀推力,将力偶绕着中心旋转了,以达到吸收两个方向相对、大小相同的热胀量。当补偿器的布置不在两固定支架中心,而偏向热管较短的一端,在运行时的力偶臂L的中心偏向较短的一端回绕来吸收两端方向相对、大小不等的膨胀量1、
6、2。该补偿器适应性较广,适用于平行路径。3.2.22型组合旋转式补偿器型组合旋转式补偿器见图3,主要用在热管道的直管段。它由热管道两侧对称布置,由力偶臂L和成对的旋转筒组成形状的两对力偶,依靠两固定支架间的热管道,相对指向补偿器的热胀力推动两对力偶同步旋转,如图3 的角和B间距由大变小,以达到吸收最大的热胀量max=Bmax-Bmin。YA旋转筒ZX热胀方向文热热胀结束0热胀方向旋转角度Y胀开始(a)立体图(平行布置)(b)平面图图2元型组合旋转式补偿器?最大偏装量热膨胀空间(a)立体图(平行布置)(b)平面图图3Q型组合旋转式补偿器4施工准备4.1人员准备根据实际情况安排管工、电焊工、气焊工
7、、油漆工、起重工等工种。4.2施工材料准备按施工材料计划备好施工用料,并能及时配套供应。主要材料为导向滚动支架、钢板、电焊条、氧气、乙炔、油漆等,所到材料应有出厂合格证、检验报告等质量证明文件,其质量指标应不低于现行国家或部颁技术标准。根据图纸要求,核对旋转补偿器的规格型号、材质。83业公用介质管道中热补偿技术的研究与应用4.3施工机具准备施工机具主要为汽车起重机、直流电焊机、焊条烘干箱、焊条保温箱、手握砂轮机、气焊工具、扳手、水平尺、铅锤、直角尺、卷尺及手锤等。4.4施工技术准备施工前由工程技术部组织参与施工的相关人员熟悉图纸、施工流程等,并进行技术培训,现场实地勘察,查看施工条件及施工作业
8、面是否具备施工条件,并核对土建的管架是否符合施工图纸的要求,主要核查管架的间距、标高、预埋件强度、直线度等,并与土建施工单位办理好中间交接验收手续。5施工工艺流程工业公用介质管道中热补偿技术施工工艺流程图见图4。材料机具技术准备材料设备检查运输设备施工定位、放线坡口加工氩弧焊打底、检查、验收试压焊口清理、防腐管道与补偿器组对电焊盖面图4施工工艺流程图(1)根据图纸要求,检查旋转补偿器的规格型号是否符合图纸要求,检查补偿器的内管外端是否露出压盖,是否能够达到设计要求。(2)根据图纸要求,确定旋转补偿器的安装位置及组合形式,按图将补偿器焊接在管道上,焊接时应采取防护措施保护补偿器。安装时应按补偿器
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